Die Lösung die Problem von Wasserstoff Permeation auf Züge weltweit

Lösung des Problems der Wasserstoffpermeation in Zügen weltweit

Wir möchten der Zeitschrift Rail Director dafür danken, dass sie die Geschichte von Triton Hydrogen in ihrer Oktober-Ausgabe 2023 so gut erzählt hat. Es ist eine fantastische Lektüre und, wie die Überschrift sagt: Tritonex ist 'Ein absoluter Wendepunkt für Wasserstoff im Schienenverkehr'...weltweit!

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Das veröffentlichte Magazin kann hier online eingesehen werden: Rail Director Oktober 2023 von RBD Media - Issuu

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In einem innovativen Schritt in Richtung einer nachhaltigen Zukunft setzt die britische Bahnindustrie auf grünen Wasserstoff als Dreh- und Angelpunkt ihrer Dekarbonisierungsmission. Mit diesem Ansatz soll eine neue Ära des emissionsfreien Verkehrs eingeleitet werden, die herkömmliche Züge, die entweder auf schmutzige fossile Brennstoffe oder infrastrukturintensive Oberleitungen angewiesen sind, in den Schatten stellen soll.

In einem entscheidenden Schritt in Richtung eines saubereren Verkehrs hat die britische Regierung 2018 einen visionären Plan vorgestellt: die schrittweise Abschaffung von reinen Dieselzügen bis 2040. Diese ehrgeizige Verpflichtung verspricht viel für die Emissionsreduzierung, aber ihre Umsetzung ist nicht ohne Herausforderungen. Derzeit werden 29 Prozent aller Züge und sogar 90 Prozent der Güterzüge mit Dieselmotoren angetrieben. Nach Angaben der Institution of Mechanical Engineers sind nur 42 Prozent der Strecken elektrifiziert. Obwohl eine stärkere Elektrifizierung des Netzes die offensichtliche Lösung zu sein scheint, wäre es unerschwinglich, im ganzen Land Oberleitungen zu installieren. Die physischen Beschränkungen des ältesten Schienennetzes der Welt und die unterschiedliche Nutzung der verschiedenen Strecken bringen zusätzliche Komplexität mit sich.

Jetzt gilt es, nachhaltige grüne Alternativen zu finden, die diese von fossilen Brennstoffen abhängigen Anlagen nahtlos ersetzen, ohne dass eine teure und komplexe Infrastruktur erforderlich ist.

Eine Alternative zur Elektrifizierung

Wasserstoffbetriebene Züge haben sich als führende Lösung und als eine der besten Alternativen zur Elektrifizierung erwiesen. Einer der Hauptvorteile von Wasserstoff ist die Möglichkeit, Züge zu ersetzen, ohne dass sich die Servicequalität für die Fahrgäste ändert, die bestehenden Fahrpläne eingehalten werden können und der Betrieb nur minimal gestört wird, während gleichzeitig die Emissionen reduziert werden. Der Wasserstoff wird durch eine Brennstoffzelle geleitet, und durch einen chemischen Prozess wird Strom erzeugt. Es entstehen keine Treibhausgasemissionen, und das einzige Nebenprodukt ist Wasser. Wenn der Wasserstoff aus der Elektrolyse stammt, die mit erneuerbaren Energien betrieben wird, wird die gesamte Lösung "emissionsfrei".

Diese Lösung ist jedoch nicht unproblematisch.  Wasserstoffbetriebene Züge müssen nach wie vor betankt werden, weshalb Wasserstoffproduktionsanlagen und Betankungsinfrastruktur benötigt werden.

Die Strecken, die für Wasserstoff optimal sein dürften, liegen wahrscheinlich in ländlicheren Regionen, haben eine begrenzte Netzkapazität oder weisen andere bestehende oder physische Einschränkungen auf, die OHLs unrentabel machen.

Die größte Herausforderung bei der Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff war bisher seine Speicherung und Verteilung. Aufgrund seiner geringen Molekülgröße entweicht Wasserstoff, indem er durch Lücken in der Molekularstruktur von Stahltanks und -rohren dringt. Dieser Prozess führt auch zur Versprödung des Stahls, was schließlich zum Versagen des Produkts führt. Diese Herausforderungen bedeuten oft, dass Wasserstoff in der Nähe seines Verwendungsortes produziert werden muss, um Verluste bei der Lagerung und beim Transport zu verringern.

UK Innovation

Jetzt hat ein britisches Nanotechnologieunternehmen dieses Problem gelöst. Ihre Tritonex-Beschichtung nutzt die Nanotechnologie, um Speichertanks, Rohrleitungen und Ventile - sowohl an Bord der Züge als auch in der unterstützenden Versorgungsinfrastruktur - wirksam abzudichten, was die Kosten senkt und die Sicherheit verbessert. Die Barrierebeschichtung kann von Erstausrüstern aufgebracht oder bei bestehenden Produkten und Oberflächen nachgerüstet werden. Das bedeutet, dass Wasserstoffleitungen und -speicher mit erhöhtem Druck ohne Verluste betrieben werden können und der Wasserstoff über weite Strecken so transportiert werden kann, wie es derzeit bei Erdgas der Fall ist.

"Wir müssen umdenken und erkennen, dass wir Wasserstoff jetzt wie jeden anderen Kraftstoff behandeln können, indem wir Pufferspeicher und lange Transportwege nutzen", sagte Henning Syversen, CEO von Triton Hydrogen.

"Der Verkehr ist derzeit für rund ein Viertel der Treibhausgasemissionen im Vereinigten Königreich verantwortlich, und Wasserstoff bietet eine große Chance, diese Emissionen zu verringern. Tritonex überwindet die größte Hürde des Gastransports und der Gasspeicherung und ermöglicht die Entwicklung von kostengünstigen, sicheren und effizienten Brennstoffzellen und der dazugehörigen Betankungsinfrastruktur. Tritonex ist die einzige Lösung weltweit, die die ISO 17081:2014-Norm für Wasserstoffpermeation vollständig erfüllt."

Zwar sind für den Aufbau einer nationalen Wasserstoff-Eisenbahninfrastruktur noch Investitionen erforderlich, doch ist dies immer noch um Größenordnungen billiger als die Installation von OHL-Ausrüstung - und es sind viel weniger Gleissperrungen erforderlich. Und wenn die große Herausforderung der Wasserstoffpermeation überwunden ist, könnte Wasserstoff der Weg sein, um Großbritanniens grüne Eisenbahn der Zukunft zu betreiben. 

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